Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil. / Made available in DSpace on 2012-10-24T03:52:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 254670.pdf: 15143619 bytes, checksum: b565e1d1c665e9060dfe45d0a6f696c3 (MD5) / É crescente a demanda mundial pela realização de ensaios geotécnicos de campo. Com os atuais avanços tecnológicos os ensaios geotécnicos têm sido rigorosamente indicados pelos projetistas para investigação do subsolo. O ensaio Dilatômetro de Marchetti (DMT) vem sendo amplamente utilizado em todo mundo, com diferentes finalidades. Neste trabalho pioneiro com o DMT em Santa Catarina foram realizadas comparações entre os resultados obtidos no DMT (Dilatometer test) com resultados de ensaios SPT (Standard Penetration Test) e CPT (Cone Penetration Test), já usuais no meio geotécnico. O DMT foi realizado em cinco locais diferentes do estado de Santa Catarina.Nas campanhas de sondagens foram realizados ensaios CPT e DMT e, quando disponível, foram obtidos laudos SPT próximos aos locais estudados. Num local existe um laudo de Sondagem Mista. As campanhas de sondagens foram realizadas nas cidades de Urussanga, Florianópolis, Tijucas e Antonio Carlos todas no Estado de Santa Catarina. Procurou-se com esta abrangência de solos analisar a consistência dos dados colhidos com a execução do Dilatômetro de Marchetti comparados com os resultados do Ensaio CPT e do Ensaio SPT. Este trabalho consiste na coleta, análise e interpretação dos dados obtidos com o ensaio DMT. Estes resultados são validados através de confrontações com resultados de ensaios SPT e CPT nos solos estudados. Ao final desta pesquisa conclui-se que o ensaio DMT é um ensaio promissor para pesquisa geotécnica em solos brasileiros, apresentando dados consistentes na avaliação de perfis estratigráficos e na busca de parâmetros geotécnicos dos solos. Busca-se introduzir comercialmente o ensaio DMT na rotina de prospecção geotécnica aliado ao ensaio CPT. A união em campo destes ensaios dispõe aos projetistas resultados mais completos, permitindo um maior entendimento das condições do maciço e assim, definir parâmetros geotécnicos mais adequados às condições impostas pelo projeto. The world-wide demand for the accomplishment of geotechnical in situ tests is increasing. With th rigorously indicated by the designers for a subsoil identification. The testing method Marchetti Dilatometer (DMT) has being widely used in the world, with different purposes. In this pioneering work with the DMT in Santa Catarina, comparisons between (Standard Penetration Test) and CPT (Cone Penetration Test), already usual in the geotechnical area, had been carried through. The DMT was performed in five different places of Santa Catarina. In the sounding campaigns, CPT and DMT had been carried through and, when available, SPT reports were obtained near the studied places. There is a Mixed-mode Sounding in one place. The soundings campaigns had been performed in the cities of Urussanga, Florianópolis, Tijucas and Antonio Carlos, all of them in the State of Santa Catarina. The attemption of this extention of soils was to analyze the consistency of the collected data by the Marchetti Dilatometer compared with the results of CPT and SPT . This work consists of the collection, analysis and interpretation of the data obtained with the DMT . These results are validated through confrontations with results SPT and CPT in the studied soils. At the end of this research, the conclusion is that the DMT is a promising in situ method to geotechnical research in the Brazilian ground presenting consistent data in the evaluation of estratigraphic profiles and in the search for geotechnical soil parameters. It`s pursuit to introduce commercially the DMT method in the routine of the geotechnical prospection allied to the CPT. The union in field of these in situ tests assorts the devisors more complete results, allowing a bigger agreement of the bulk conditions and thus, define more adequate geotechnical parameters to the conditions imposed by the project.

Genótipos de aveia variam quanto à tolerância ao alumínio no solo. Uma maneira fácil, rápida e eficiente de identificar a tolerância ao alumínio é através do uso de solução nutritiva, em laboratório. Os objetivos deste estudo foram ajustar a metodologia de avaliação da tolerância ao alumínio, avaliar linhagens recombinantes quanto à tolerância ao alumínio em laboratório e a campo e estimar o número de genes que controlam o caráter, identificar marcadores morfológicos associados com a tolerância ao alumínio e avaliar os efeitos do gene de tolerância ao alumínio sobre caracteres de importância agronômica. Os ajustes na metodologia foram realizados envolvendo genótipos de aveia e trigo com resposta conhecida ao alumínio tóxico. Uma população de 333 linhagens recombinantes nas gerações F5:6 e F5:7 provenientes do cruzamento entre os genitores UFRGS 930598-6 (sensível) e UFRGS 17 (tolerante) foi avaliada em solução nutritiva. O número de genes que controlam a tolerância ao alumínio foi estimado pela distribuição de freqüência do recrescimento médio da raiz principal. Uma amostra de 22 linhagens recombinantes sensível e tolerante ao alumínio tóxico foi avaliada no campo, com alta concentração de alumínio no solo. A associação e o efeito do gene de tolerância ao alumínio com outros caracteres agronômicos foram realizados a campo em solo livre de alumínio. A técnica de avaliação da tolerância ao alumínio permitiu a discriminação mais eficiente dos genótipos após os ajustes realizados. A tolerância ao alumínio em aveia é governada por um gene de grande efeito, sendo que os genótipos tolerantes possuem os alelos AlaAla e os genótipos sensíveis os alelos alaala. A avaliação da tolerância ao alumínio em laboratório foi confirmada a campo. O caráter tolerância ao alumínio não apresenta alta associação com outros caracteres agronômicos. A presença do gene de tolerância ao alumínio não está associada a efeitos negativos em caracteres de importância agronômica.

O planejamento dos recursos hídricos é uma tarefa complexa pois trata diretamente dos interesses de diversos setores da sociedade e gera freqüentemente conflitos pelo uso. Em se tratando de bacias hidrográficas esta relação de interesses se mostra bastante latente pois verifica-se toda a sorte de atividades humanas que se distribuem no espaço, ao mesmo tempo em que se observa o declínio dos recursos ambientais. Assim sendo torna-se evidente a necessidade de se compreender as inter-relações entre as forças que estimulam o processo produtivo na bacia hidrográfica. A tarefa exige um estudo mais amplo da bacia, no qual se considere as relações entre as diversas ações empreendidas pelo homem nesta unidade do espaço geográfico. Neste sentido a alteração do uso do solo se apresenta como um indicador das principais forças que promovem o desenvolvimento de uma região. Compreender como se dá este processo e capturar o padrão de evolução destas atividades no espaço da bacia significa, dentro do contexto dos recursos hídricos, possibilitar um melhor planejamento e gerenciamento das águas, tanto no aspecto qualitativo quanto quantitativo. Esta dissertação discute uma metodologia para simular o padrão de alteração de classes de uso do solo em uma bacia hidrográfica de médio porte. Para isso foram utilizadas técnicas de geoprocessamento, sensoriamento remoto e modelagem matemática. Foram considerados agentes motivadores da alteração do uso do solo a declividade do terreno e as distâncias das rodovias, dos centros urbanos e dos cursos d’água. Os resultados obtidos mostraram que a bacia de estudo avança no sentido de uma ação de degradação cada vez mais intensa em algumas regiões, caracterizada pela ocupação de áreas nativas e pela provável remoção da mata ciliar ao longo dos cursos d’água. Observou-se também que existe uma inércia maior com relação às alterações justamente nas regiões mais afastadas do centro urbano e das rodovias federais.

A soja (Glycine max) destaca-se pela importância econômica e pela capacidade de associação simbiótica com bactérias (Bradyrhizobium spp e Sinorhizobium spp) fixadoras do dinitrogênio. O benefício da fixação biológica do nitrogênio (FBN) é potencializado pela inoculação. Entretanto, a resposta à inoculação depende de fatores bióticos e abióticos, que variam de acordo com o sistema de manejo do solo. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a resposta à inoculação e reinoculação da soja, além da sobrevivência e a competitividade das estirpes de B. elkanii (SEMIA 587 e SEMIA 5019) e de B. japonicum (SEMIA 5079 e SEMIA 5080) em diferentes sistemas de manejo do solo. O experimento, com diferentes sistemas de manejo do solo, foi iniciado em 2000, a partir de campo nativo, sendo avaliado nos anos agrícolas de 2000/2001 e 2002/2003. Os tratamentos consistiram de adubação orgânica, mineral e adubação mineral com irrigação, todos utilizando sistemas de preparo plantio direto, plantio reduzido e plantio convencional, com ou sem inoculação. Foram avaliados o teor de nitrogênio mineral do solo, o número e a massa de nódulos, a massa e o nitrogênio total do tecido da parte aérea e a produção dos grãos, além da ocupação nodular pelas estirpes inoculadas, avaliadas por soroaglutinação. A inoculação avaliada promoveu um aumento médio na produção de grãos de 200 kg ha-1 em 2000/2001 e a reinoculação de 125 kg ha-1 na parcela irrigada em 2002/2003. Teores de nitrogênio mineral do solo acima de 12 mg kg-1 determinaram redução no número e massa de nódulos. As estirpes SEMIA 587 e 5019 apresentaram maior sobrevivência e competitividade. As SEMIA 5079 e 5080 demonstraram maior dependência da inoculação. Os dados obtidos mostram que a sobrevivência e competitividade das estirpes são características pouco influenciadas pelo sistema de manejo do solo.

O antraceno pertence ao grupo dos hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP) que apresentam elevado potencial poluente e de risco a saúde, e tem sido utilizado como modelo para o estudo da degradação dos HAP, devido à sua menor toxicidade. Para a eliminação dos HAP do ambiente, tem sido proposta a utilização de microrganismos heterotróficos, que apresentam complexos enzimáticos que necessitam do ferro como componente estrutural. A dinâmica do ferro no solo, influenciada por formas e concentrações, pode interferir na biodisponibilidade deste elemento, afetando o potencial de degradação dos HAP no ambiente. Para testar essa hipótese, os objetivos deste trabalho foram: a) isolar microrganismos com potencial de degradação de antraceno; b) caracterizar as condições ótimas para o crescimento; c) avaliar o efeito de fontes e de concentrações de ferro na degradação do antraceno in vitro e no solo. Foram isoladas 26 bactérias com potencial de crescimento em meio contendo antraceno e destas foram selecionadas três, pelo melhor desempenho. Os isolados selecionados apresentaram maior crescimento a pH 7,0, à temperatura de 30ºC e em concentrações de até 2.000 mg L-1 de antraceno Todas as fontes de ferro testadas aumentaram o número de microrganismos crescendo em meio contendo 250 mg L-1 de antraceno, à excessão do Fe2O3. O estímulo ao crescimento dos isolados ocorreu em até 0,2 mM de Fe(NO3)3. A adição de 0,1 mM desta fonte de ferro estimulou um dos isolados para a degradação de até 72% do antraceno e esta degradação foi relacionada, em parte, à diminuição da tensão superficial do meio pelo isolado até 26,2 dinas cm-1. O efeito mais pronunciado do ferro na degradação do antraceno no solo foi maior na presença dos isolados (bioaumentação) e de nutrientes (bioestimulação). Os resultados demonstraram que o ferro estimula a degradação de antraceno, podendo este elemento ser utilizado nas estratégias de biorremediação dos HAP no ambiente.

Esta dissertação apresenta resultados de um estudo laboratorial sobre o comportamento mecânico de um solo laterítico estabilizado com cal cálcica e com cal dolomítica. Este tipo de mistura foi empregado em um pavimento experimental construído na rodovia BR-377/RS, próximo à cidade de Cruz Alta, no final dos anos 60. O estudo incluiu a caracterização do solo (Latossolo Vermelho), além de ensaios de compactação, difratometria de raios-X, compressão simples, tração por compressão diametral, tração na flexão, módulo de resiliência e durabilidade, do solo e das misturas solo-cal. Determinaram-se as influências do teor e tipo de cal e do tempo de cura, nas resistências à compressão simples e à tração e no módulo de resiliência. Estudou-se também a durabilidade de algumas misturas a ciclos de molhagem e secagem, e o efeito da demora na compactação na resistência à compressão simples. Adotaram-se teores de 3%, 4% e 5% de cal, e tempos de cura de até 168 dias. Os resultados da dosagem mostraram que o solo é reativo à cal, sendo necessário um teor de 3% de cal para sua estabilização. A mistura de solo + 4% de cal cálcica, (a mesma empregada no pavimento experimental), após 28 dias de cura, apresentou elevadas resistências à compressão simples (1.519 kPa), à tração na compressão diametral (216 kPa), bem como elevados módulos de resiliência (10.772 MPa) Contudo, observou-se que após terem atingido valores máximos, a resistência e a rigidez das misturas solo-cal diminuíram com tempos de cura mais longos, possivelmente devido à formação de CaCO3 e/ou produtos expansivos (etringita e taumasita). Complementarmente, realizou-se uma análise paramétrica de pavimentos com camadas de base e/ou sub-base de solo-cal, determinando-se curvas que relacionam a vida de fadiga da camada cimentada com a sua espessura e módulo de resiliência. Observou-se que a adoção de bases e sub-bases estabilizadas faz com que os revestimentos asfálticos trabalhem apenas à compressão, não sofrendo ruptura por fadiga. No global, as misturas solo-cal estudadas apresentaram comportamento aceitável para utilização em camadas de base e/ou sub-base de pavimentos, constituindo-se em alternativa para pavimentação, especialmente em regiões carentes de agregados.

Investigou-se o impacto e a biodegradação do glifosato pela microbiota do solo. O solo utilizado foi (Argissolo vermelho distrofico arênico) coletado a 30 e 60 cm de profundidade onde foi quantificado a taxa de CO2 produzido e as UFC de bactérias e fungos . Foram utilizadas 5 cepas de fungos filamentosos pertencentes do gênero Fusarium crescidos em meio de cultura Czapeck com adição de glifosato, no qual foram testadas: a utilização como substrato, a concentração máxima inibitória e a biodegradação em agitador e em biorreator. Foi observado que a introdução do herbicida no solo não apresentou efeito negativo sobre a microbiota e que a população de bactérias cultiváveis foi mais numerosa que a de fungos. Dentre as cepas testadas nenhuma foi inibida pela presença do glifosato, mesmo a altas concentrações. Todas as cepas estudadas foram capazes de biodegradá-lo e utilizá-lo como fonte de nutriente. A formação de consórcio não apresentou maior eficiência na metabolização do composto quando comparado as culturas crescidas puras, sendo a biodegradação em biorreator mais eficiente que aquela realizada em agitador horizontal.

A redução do Cr(VI) para Cr(III) diminui a toxidade deste metal no ambiente uma vez que, o Cr(III) é insolúvel às membranas biológicas. Assim a redução microbiana do Cr(VI) é uma alternativa para reduzir os impactos ambientais causados por este metal, utilizado em diversos processos industriais. O objetivo deste trabalho foi selecionar microrganismos a partir de solo contaminado com cromo, caracterizar sua capacidade de redução do Cr(VI) durante o crescimento celular e purificar parcialmente a enzima cromo redutase do Bacillus sp. ES29, através da precipitação com sulfato de amônio (45-75%), cromatografia de gel filtração (Sephadex G-25) e cromatografia de interação hidrofóbica (Octyl Sepharose). A atividade de redução do Cr(VI) pelos isolados foi quantificada com o reagente de s-difenilcarbazida. No isolamento, foram obtidas 20 bactérias resistentes a cromo(VI). Seis destas foram capazes de reduzir 100 mg L-1 Cr(VI) em 24 horas. Um dos isolados foi identificado, através de testes bioquímicos, como pertencete ao gênero Bacillus, sendo tolerante a 750 mg L-1 Cr(VI) e reduzindo mais de 40% do Cr(VI) durante o crescimento celular. Na purificação parcial da enzima foi obtido um fator de purificação de 11,2, aumentando a atividade específica da enzima acima de 11 vezes, porém se faz necessário mais passos de purificações para obtenção desta enzima pura. As bactérias selecionadas e a enzima parcialmente purificada, foram eficientes na redução do Cr(VI) e apresentam potencial para outros estudos, visando a aplicação em processos de biorremediação.

Na pesquisa em erosão, nas últimas décadas, está se formando um consenso de que é importante entender os processos básicos que regem o fenômeno. Uma alternativas para tentar compreender melhor as etapas do processo erosivo é separá-lo na fase de sulco (fluxo concentrado) e de entressulco. Dentro desse enfoque foi construído no Laboratório de Processos Erosivos e Deposicionais (LaPED) do IPH/UFRGS um canal de declividade para estudar o processo de incisão e o desenvolvimento dos sulcos de erosão. A estrutura experimental projetada e construída permite que seja controlada a vazão através de um medidor eletromagnético e que seja alterada a declividade do canal através de um sistema hidráulico associado a um nível digital. O solo colocado no canal foi um Latossolo Vermelho distrófico típico, as declividades de trabalho foram 3,0; 6,0 e 9,0% e a seqüência de vazões aplicadas foi 10,0; 18,5; 25,5; 38,5 e 51,0L.min-1. A estrutura experimental montada se mostrou de fácil operação e eficiente para permitir o avanço no entendimento dos processos de desagregação e de transporte de partículas sólidas pela ação do escoamento superficial, além de possibilitar a geração de sulco(s) de erosão na superfície do solo. O escoamento passou da condição de difuso para concentrado a partir do momento em que a velocidade superficial do fluxo alcançou 0,26m.s-1, a altura de lâmina atingiu 0,0102m, a velocidade de cisalhamento superou os 0,059m.s-1, a tensão de cisalhamento chegou a 3,50Pa e que a potência do escoamento atingiu pelo menos 0,22N.s-1. O processo de incisão iniciou-se com o canal experimental colocado em baixa declividade e em regime de escoamento sub-crítico e de transição. A velocidade de cisalhamento, no momento da incisão, foi, praticamente, o dobro daquela encontrada na literatura para solos siltosos e arenosos. Entretanto, para as três declividades a fase de sulco definido ocorreu somente em regime de escoamento turbulento. A tensão de cisalhamento foi o parâmetro que melhor descreveu a evolução da perda de solo. A potência do escoamento foi o parâmetro hidráulico que mostrou maior eficiência para separar as fases evolutivas dos sulcos. O desenvolvimento do(s) sulco(s) teve o seu início em uma condição de escoamento difuso (ausência de sulcos) e com a potência do escoamento oscilando entre 0,057 e 0,198N.s-1. O avanço do(s) sulco(s) começou com uma zona de transição (fase de incisão e de aprofundamento) onde a potência do escoamento varia entre 0,220 e 0,278N.s-1 e, logo em seguida, teve início a fase de sulco definido, com a potência do escoamento entre 0,314 e 0,544N.s-1. Na fase de escoamento concentrado foi preponderante o papel do processo de erosão regressiva para aumentar tanto o tamanho como o peso das partículas sólidas em transporte pelo escoamento superficial e assim fazer com que predominasse o transporte via fundo sobre o transporte via suspensão. As cargas de sedimento geradas nos solos de diferentes classes texturais foram separadas em grupos distintos em função da potência unitária do escoamento. / Within the field of erosion research, a consensus has been forming during the past few decades that it is important to understand the basic processes responsible for the phenomenon. One of the strategies toward a better understanding of the stages of erosion is to separate the rill (concentrated flow) and inter-rill phases. With this in mind, was constructed in the Erosive and Depositional Processes Laboratory (LaPED) of the Hydraulic Research Institute of the Federal University of Rio Grande do Sul (IPH/UFRGS) an experimental flume with which to study the process of incision and rill development. This structure enables flow rate to be controlled via an electromagnetic sensor, and the grade to be changed using a hydraulic system associated with a digital level. The soil placed in the flume was a typical dystrophic red oxisol, the working slopes were 3.0, 6.0 and 9.0% and the sequence of flow rates applied were 10.0, 18.5, 25.5, 38.5 and 51.0 L.min-1. The flume proved easy to operate and was an efficient way to advance in the understanding of disaggregation and solid particle transport processes via surface runoff, as well as enabling the creation of rills on the soil surface. Runoff, initially diffuse, became concentrated once the surface flow rate reached 0.26m.s-1, the height of the sheet of water reached 0.0102m, shear velocity exceeded 0.059m.s-1, shear stress reached 3.5Pa, and stream power reached approximately 0.22N.s- 1. The incision process began when the flume was at low slope and with sub-critical and transitional runoff regimes. Shear velocity, at the moment of incision, was practically double that encountered in the literature for silty and sandy soils. Nonetheless, for the three slopes used, the rill phase occurred only with turbulent runoff. Shear stress was the parameter which best described the evolution of soil loss, while stream power was the most efficient hydraulic parameter for separating the different evolutionary phases of the rills. With diffuse runoff (without rills), the stream power oscillated between 0.057 and 0.198N.s-1. Rill progression began with a transitionary period (incision and deepening phases) in which the stream power varied between 0.220 and 0.278N.s-1, and was immediately followed by the defined rill phase, with stream power between 0.314 and 0.544N.s-1. During the concentrated runoff phase, regressive erosion processes played a key role in increasing both the size and weight of the particles being transported by the surface runoff, so that bed load transport predominated over suspended sediment transport. The sediment loads generated with soils of different textural classes were separated in different groups depending on their unit stream power.

Este trabalho refere-se a utilização do modelo computacional Century que permite a simulação da dinâmica do carbono orgânico do solo (COS) quando submetido ao uso agrícola ou florestal. O modelo Century combinado com técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto foi utilizado para avaliar a dinâmica espaço temporal do COS de uma pequena bacia hidrográfica rural (PBHR) localizada na encosta superior do nordeste do Rio Grande do Sul que vem sendo submetida ao cultivo de fumo desde os anos 60. Resultados deste trabalho mostraram que o maior impacto da exploração agrícola sobre o estoque original de COS ocorreu sobre a unidade de simulação da unidade de mapeamento 3 (UM 3), composta pelos solos CXvd+RRd e RRd +CXvd, utilizada com agricultura desde 1925, onde verificou-se para um período de oitenta anos um decréscimo de 60% do carbono orgânico total (COT) original do solo. Por outro lado, verificou-se que as menores alterações do COS ocorreram na unidade de simulação da unidade de mapeamento 1 (UM 1), composta pelos solos ACt1+CXvd+RRd, onde a transformação da floresta em área cultivada ocorreu no ano de 1985. Nessa unidade houve um decréscimo de 28% do COT original do solo em 20 anos de cultivo intensivo com a cultura do fumo (1985 a 2005). Nas simulações dos cenários futuros para um período de cinquenta anos (2005 a 2055), verificou-se que somente o sistema de plantio direto com rotação de fumo-aveia / milho-aveia foi capaz recuperar o conteúdo de COS das áreas cultivadas da bacia. / Century is a computerized modeling program that can be used to simulate the dynamics of soil organic carbon (SOC) under different land uses. In this study, the Century model was combined with geoprocessing and remote sensing techniques to evaluate changes in SOC over time and space in a small rural watershed on the upper slope of the Rio-Grandense plateau, in northeastern Rio Grande do Sul, Brazil. The study area has been used for tobacco cultivation since the 1960s. Results show that the greatest decline in SOC due to agriculture occurred on the simulation unit in which unit of mapping 3 (UM 3), composed for soils Dystrudept and Hapludult, has been under cultivation since 1925. In this unit, there was a 60% decrease in total organic carbon over the course of 80 years (1925-2005). The simulation unit with the least significant impact on SOC represents unit of mapping 1 (UM 1), composed for soils Paleudult, Dystrudept and Hapludult, that was converted from forest into agricultural use in 1985. This unit showed a 28% decrease in total organic carbon over 20 years of intensive cropping (1985 to 2005). Simulations of possible scenarios for the next 50 years showed that only a no-till system rotating tobacco-oats / maize-oats would be capable of restoring the SOC content of the cultivated areas of the watershed.